电热水器加热装置和电热水器

技术领域

本申请涉及电器设备技术领域，特别是涉及一种电热水器加热装置和电热水器。

背景技术

随着科技的发展和社会的不断进步，越来越多的电器设备出现在人们的日常工作和生活中。目前市场的热水器主要有燃气热水器、太阳能热水器、电热水器这几大类型，而电热水器在加热过程中容易触电的安全隐患，一直饱受诟病。

传统的电热水器加热方式主要是用电加热棒加热，在加热过程中，电加热棒将电能转化为热能。这样的加热方式固然加热效率高，但是由于加热过程中水电不分离，在电热水器长期使用的过程中，由于水中的存在碳酸钙等水垢，水垢附着在加热棒上，当加热棒上水垢附着较多，加热棒散热不好而损坏时，交流电会直接接入水中，当用户家安装时接地不良，此时会有触电的危险。传统的电热水器加热方式存在使用安全性低的缺点。

发明内容

基于此，有必要针对传统的电热水器加热方式使用安全性低的问题，提供一种电热水器加热装置和电热水器，能达到有效提高电热水器使用安全性的效果。

一种电热水器加热装置，包括加热元件和加热控制电路，所述加热元件设置于电热水器的内箱体和外箱体之间，所述内箱体用于储存水；所述加热控制电路包括档位调节电路和驱动电路，所述档位调节电路连接所述驱动电路，所述驱动电路连接所述加热元件。

在其中一个实施例中，所述档位调节电路包括旋钮开关和开关控制组件，所述驱动电路包括驱动开关，所述旋钮开关连接所述开关控制组件，所述开关控制组件连接所述驱动开关，所述驱动开关连接所述加热元件。

在其中一个实施例中，所述开关控制组件包括开关管、上拉电阻和限流电阻，所述开关管的控制端连接所述旋钮开关，并通过所述上拉电阻连接电源端，所述开关管的输入端通过所述限流电阻连接电源端，所述开关管的输出端连接所述驱动开关。

在其中一个实施例中，所述加热元件的数量为两个以上，所述开关控制组件的数量为两个以上，所述驱动开关的数量与所述开关控制组件相同，各所述开关控制组件均连接所述旋钮开关，并分别连接一所述驱动开关的控制部，各所述驱动开关的受控部一端连接火线，另一端分别连接对应的加热元件。

在其中一个实施例中，所述开关控制组件包括第一开关控制组件、第二开关控制组件和第三开关控制组件，所述驱动开关包括驱动开关S2、驱动开关S3和驱动开关S4；

所述第一开关控制组件连接所述驱动开关S2的控制部和所述旋钮开关，所述驱动开关S2的受控部一端连接火线，另一端连接对应的加热元件；所述第二开关控制组件连接所述驱动开关S3的控制部和所述旋钮开关，所述驱动开关S3的受控部一端连接火线，另一端连接对应的加热元件；所述第三开关控制组件连接所述驱动开关S4的控制部和所述旋钮开关，所述驱动开关S4的受控部一端连接火线，另一端连接对应的加热元件。

在其中一个实施例中，所述加热元件包括加热灯U加热灯U2、加热灯U3和加热灯U4，所述驱动电路还包括辅助开关S6；

所述驱动开关S2的受控部一端连接火线，另一端连接所述加热灯U2的输入端，所述加热灯U2的输出端连接所述加热灯U1的输入端，所述加热灯U1的输出端连接零线；所述驱动开关S3的受控部一端连接火线，另一端连接所述加热灯U3的输入端，所述加热灯U3的输出端连接所述加热灯U4的输入端，所述加热灯U4的输出端连接零线；所述驱动开关S4的受控部一端连接火线，另一端连接所述加热灯U2和所述加热灯U1的公共端；所述辅助开关S6的控制部连接所述第二开关控制组件，所述辅助开关S6的受控部一端连接所述驱动开关S2和所述加热灯U2的公共端，所述辅助开关S6的受控部另一端连接所述驱动开关S3和所述加热灯U3的公共端。

在其中一个实施例中，所述加热控制电路还包括加热控制电路总开关，各所述驱动开关的受控部均通过所述加热控制电路总开关连接火线。

在其中一个实施例中，所述加热控制电路还包括保险管，所述加热控制电路总开关通过所述保险管连接火线。

一种电热水器，包括水箱和上述的电热水器加热装置，所述水箱包括外箱体和内箱体，所述加热元件设置于电热水器的内箱体和外箱体之间，所述内箱体用于储存水。

在其中一个实施例中，电热水器还包括设置于所述外箱体内壁的反射涂层。

上述电热水器加热装置和电热水器，加热元件设置于电热水器的内箱体和外箱体之间，内箱体用于储存水。可通过档位调节电路控制驱动电路以驱动加热元件工作，实现水电分离加热，降低了触电风险，有效提高了电热水器的使用安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例中电热水器加热装置的结构框图；

图2为一实施例中加热控制电路的原理图；

图3为一实施例中电热水器的水箱结构示意图；

图4为另一实施例中电热水器的水箱结构示意图；

图5为又一实施例中电热水器的水箱结构示意图；

图6为一实施例中电热水器的加热控制流程图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种电热水器加热装置，包括加热元件200和加热控制电路，加热元件设置于电热水器的内箱体和外箱体之间，内箱体用于储存水。加热控制电路包括档位调节电路110和驱动电路120，档位调节电路110连接驱动电路120，驱动电路120连接加热元件200。

其中，加热元件200的数量可以是一个，也可以是多个，电热水器的水箱设计为内箱体和外箱体双层结构，内箱体用于储存水和保温，加热元件200设置在内箱体和外箱体之间。通过档位调节电路110控制驱动电路120的状态，以使驱动电路120控制加热元件200对内箱体中的水进行加热，还可根据实际需求调节加热档位。可以理解，当加热元件200的数量为多个时，可将多个加热元件200设置在不同位置，驱动电路120根据档位调节电路110的指令控制相应数量的加热元件200工作，从而实现加热档位调节。此外，当加热元件200的数量为一个时，驱动电路120也可以是根据档位调节电路110的指令调节输出到加热元件200的电压和电流，改变加热元件200的加热功率，同样可实现加热档位调节。

加热元件200的安装位置并不是唯一的，具体地，可将多个加热元件200设置在外箱体相对两个侧边的内壁，也可以是将多个加热元件200设置在外箱体顶部的内壁，还可以是在外箱体顶部和侧边的内壁都设置加热元件200。加热元件200的具体类型也不是唯一的，可以是采用加热灯、加热片等。在一个实施例中，加热元件200为远红外加热灯，远红外加热灯又叫做浴霸灯，通过辐射远红外线将水加热，内箱体中的水在远红外光的作用下水分子剧烈运动从而被加热。将浴霸的加热方式应用到电热水器加热的过程中，更换加热元件200更加简便。

上述电热水器加热装置，加热元件200设置于电热水器的内箱体和外箱体之间，内箱体用于储存水。可通过档位调节电路110控制驱动电路120以驱动加热元件工作，实现水电分离加热，降低了触电风险，有效提高了电热水器的使用安全性。

在一个实施例中，如图2所示，档位调节电路110包括旋钮开关S5和开关控制组件，驱动电路120包括驱动开关，旋钮开关S5连接开关控制组件，开关控制组件连接驱动开关，驱动开关连接加热元件200。用户可通过改变旋钮开关S5的档位，从而使开关控制组件导通，开关控制组件在导通时控制驱动开关闭合，接入外部市电为加热元件200供电。开关控制组件的具体结构也并不是唯一的，在一个实施例中，开关控制组件包括开关管、上拉电阻和限流电阻，开关管的控制端连接旋钮开关S5，并通过上拉电阻连接电源端，开关管的输入端通过限流电阻连接电源端，开关管的输出端连接驱动开关。

进一步地，在一个实施例中，加热元件200的数量为两个以上，开关控制组件的数量为两个以上，驱动开关的数量与开关控制组件相同，各开关控制组件均连接旋钮开关S5，并分别连接一驱动开关的控制部，各驱动开关的受控部一端连接火线，另一端分别连接对应的加热元件200。具体地，可将旋钮开关S5的不同端口分别连接各开关控制组件，通过改变旋钮开关S5的档位来控制相应的开关控制组件导通，进而使对应驱动开关闭合。驱动开关在闭合后接入市电给所连接的加热元件200供电。用户可根据实际需求控制相应的加热元件200工作，方便进行加热档位调节。

在一个实施例中，继续参照图2，开关控制组件包括第一开关控制组件112、第二开关控制组件114和第三开关控制组件116，驱动开关包括驱动开关S2、驱动开关S3和驱动开关S4。第一开关控制组件112连接驱动开关S2的控制部和旋钮开关S5，驱动开关S2的受控部一端连接火线L，另一端连接对应的加热元件200；第二开关控制组件114连接驱动开关S3的控制部和旋钮开关S5，驱动开关S3的受控部一端连接火线L，另一端连接对应的加热元件200；第三开关控制组件116连接驱动开关S4的控制部和旋钮开关S5，驱动开关S4的受控部一端连接火线L，另一端连接对应的加热元件200。其中，驱动开关S2、驱动开关S3和驱动开关S4具体可采用继电器，继电器的线圈作为控制部，继电器的触点开关作为受控部，各继电器的线圈一端连接对应的开关控制组件，另一端接地。通过三个开关控制组件控制三个驱动开关的通断状态，进而控制相应加热元件200工作，可让电热水器在三种不同状态下的进行加热，满足不同的加热需求。

具体地，同样以开关控制组件包括开关管、上拉电阻和限流电阻为例，如图2所示，第一开关控制组件112包括开关管Q1、上拉电阻R1和限流电阻R4，开关管Q1的控制端连接旋钮开关S5，并通过上拉电阻R1连接电源端VDD，开关管Q1的输入端通过限流电阻R4连接电源端VDD，开关管Q1的输出端连接驱动开关S2的控制部。第二开关控制组件114包括开关管Q2、上拉电阻R2和限流电阻R5，开关管Q2的控制端连接旋钮开关S5，并通过上拉电阻R2连接电源端VDD，开关管Q2的输入端通过限流电阻R5连接电源端VDD，开关管Q2的输出端连接驱动开关S3的控制部。第三开关控制组件116包括开关管Q3、上拉电阻R3和限流电阻R6，开关管Q3的控制端连接旋钮开关S5，并通过上拉电阻R3连接电源端VDD，开关管Q3的输入端通过限流电阻R6连接电源端VDD，开关管Q3的输出端连接驱动开关S4的控制部。

其中，电源端VDD为+5V电源端。开关管Q1、开关管Q2和开关管Q3可以是三极管或MOS管，本实施例中，开关管Q1、开关管Q2和开关管Q3均为NPN型三极管，三极管的基极作为控制端，集电极作为输入端，发射极作为输出端。具体地，旋钮开关S5可包括三个开关，各开关的一端分别连接开关管Q1、开关管Q2和开关管Q3的输出端，各开关的另一端接地。用户可通过改变旋钮开关S5中不同开关的通断状态，从而控制开关管Q1、开关管Q2和开关管Q3的通断，进而改变驱动开关S2、驱动开关S3和驱动开关S4的通断状态。

进一步地，在一个实施例中，加热元件200包括加热灯U1、加热灯U2、加热灯U3和加热灯U4，驱动电路还包括辅助开关S6。驱动开关S2的受控部一端连接火线L，另一端连接加热灯U2的输入端，加热灯U2的输出端连接加热灯U1的输入端，加热灯U1的输出端连接零线N；驱动开关S3的受控部一端连接火线L，另一端连接加热灯U3的输入端，加热灯U3的输出端连接加热灯U4的输入端，加热灯U4的输出端连接零线N；驱动开关S4的受控部一端连接火线L，另一端连接加热灯U2和加热灯U1的公共端；辅助开关S6的控制部连接第二开关控制组件114，辅助开关S6的受控部一端连接驱动开关S2和加热灯U2的公共端，辅助开关S6的受控部另一端连接驱动开关S3和加热灯U3的公共端。

其中，辅助开关S6同样可采用继电器，继电器的线圈作为控制部，触点开关作为受控部。具体地，继电器的线圈一端连接第二开关控制组件114中开关管Q2的输出端，继电器的线圈另一端接地。加热灯U1、加热灯U2、加热灯U3和加热灯U4均采用远红外加热灯。需要说明的是，加热灯U1、加热灯U2、加热灯U3和加热灯U4可以是指单个的加热灯，也可以指是两个以上的加热灯串联的整体结构。

此外，在一个实施例中，如图2所示，加热控制电路还包括加热控制电路总开关S1，各驱动开关的受控部均通过加热控制电路总开关S1连接火线L。加热控制电路总开关S1作为加热控制总开关，用户可通过加热控制电路总开关S1对电加热器进行电源开关控制。进一步地，在一个实施例中，加热控制电路还包括保险管X1，加热控制电路总开关S1通过保险管X1连接火线L。

在一个实施例中，还提供了一种电热水器，包括水箱和上述的电热水器加热装置，水箱包括外箱体和内箱体，加热元件设置于电热水器的内箱体和外箱体之间，内箱体用于储存水。如图3所示，内箱体3设置于外箱体1内部，加热元件具体采用浴霸灯2。内箱体3还设置有进水口4和出水口5。具体地，浴霸灯2可以是设置在内箱体3的相对两侧，如图3和图4所示。浴霸灯2也可以是设置在内箱体3的上侧，如图5所示。可以理解，在其他实施例中，也可以是在内箱体3的上侧以及相对两侧都设置浴霸灯2。

此外，在一个实施例中，电热水器还包括设置于外箱体1内壁的反射涂层。通过反射涂层反射远红外光再次对内箱体3中的水进行加热，提高能源利用率。

上述电热水器，加热元件设置于电热水器的内箱体3和外箱体1之间，内箱3体用于储存水。可通过档位调节电路控制驱动电路以驱动加热元件工作，实现水电分离加热，降低了触电风险，有效提高了电热水器的使用安全性。

为便于更好地理解上述电热水器加热装置和电热水器，下面结合具体实施例进行详细解释说明。

本申请提供的电热水器新的加热方式，将浴霸的加热方式应用到电热水器加热的过程中，使电热水器加热更加安全，并且更换加热元件更加简便。具体地，如图2-图5所示，电热水器包括：

1、水箱外箱体：内壁涂有反射远红外光的涂层。

2、浴霸灯：也作远红外灯，辐射远红外线，将水加热。

3、水箱内箱体：储存并保温水，在远红外光的作用下水分子剧烈运动从而被加热。

4、进水口：外界冷水进水位置。

5、出水口：水箱热水出水位置。

6、R1-R6：电阻。

7、X1：保险管。

8、Q1-Q3：开关管，具体采用三极管，在电路中做开关控制作用。

9、S1：加热控制电路总开关。

10、S2-S4、S6：驱动开关及辅助开关，具体采用继电器，控制远红外灯的开断。

11、S5：旋钮开关，控制电热水器加热方式。

12、U1-U4：加热灯，具体采用远红外灯。

其中，继电器S2连接图3、图4中箱体两侧各一个灯或者图5中箱体上侧一半灯，继电器S3连接控制全部灯，继电器S4连接图3、图4中一个灯或者图5中箱体上侧两个灯。

水箱箱体包括：外箱体，内壁涂有反射涂层，放置远红外灯；内箱体，水体存放处。外箱体的远红外灯发射远红外线，内箱体的水吸收远红外线，分子热运动加剧从而被加热，并且外水箱的反射涂层将远红外光约束在水箱里面，减少热辐射能量散失，并且内外水箱实现了水电分离，避免漏电的安全隐患。旋钮开关S5用作实现水箱的加热模式的选择，远红外灯U1-U4用作辐射远红外光，水箱中的水在远红外线的作用下实现温度的升高。

如图6所示，电热水器的运作原理如下：

该款电热水器在工作时，基于“浴霸”加热方式，采用远红外灯加热水。在热水器加热水时，远红外灯通电，辐射远红外线，将电能转化为光能。当远红外线的辐射波长与水分子接受波长一致时，水分子吸收远红外线的能量，水分子内部运动加剧，从而导致水温升高。

本申请中电热水器加热时总共分为三种工作模式，分为保温模式、加热模式以及全功率加热模式。当旋钮开关S5切换至保温模式时，继电器S4闭合，继电器S2、S3和S6断开，远红外灯U1开始工作，电热水器工作在低功率模式；当旋钮开关S5切换至加热模式时，继电器S2闭合，继电器S4、S3、S6断开，电热水器工作在中功率模式，适合在所需升温水温不需要太高，加热时间相比较长，但较为节能；当旋钮开关S5切换至全功率加热模式时，继电器S3、S6闭合，继电器S2、S4断开，此时所有的红外加热灯全部打开，电热水器水温升温最快。

当加热控制电路总开关S1断开时，电热水器加热关闭。电热水器采用水电分离，水箱箱体具有两级结构，可避免由于水垢累积，加热元件散热不好损坏从而漏电的隐患，并且加热元件采用红外灯加热，更换维修更加方便。

上述电热水器，通过将加热元件更换为远红外加热灯，利用远红外线加热水温，并且进行水箱箱体内外分离，实现水电分离，避免触电的安全隐患，同时由于加热元件更换为远红外加热灯，使维修更换更为方便。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。